真實煉金術:科學家用大強子對撞機實現“點鉛成金”
這是真實的煉金術! 科學家利用大型強子對撞機(LHC),以鉛為材料,成功在幾分之一秒內將鉛變成了黃金。
本文引用地址:http://www.104case.com/article/202505/470425.htm新阿特拉斯(NewAtlas)報導,幾世紀前,不管是中國的丹鼎道士,還是西方的術士,都在追求冶煉出黃金的辦法,也就是「煉金術」。 隨著化學的發展,人類終于明白這是白費工夫,因為黃金是一種元素,不是被煉制的。
然而,科學就是追根究底,元素從何而來? 根據現行的理論,宇宙創生初期只有氫元素,密度高的氫元素團出現了融合反應(核融合),于是更重的氦元素被生成,利用類似的方法,更重的元素在宇宙出現。
依照上述理論,也可能利用人為的辦法去生成元素,這就需要粒子加速器。 而位瑞士日內瓦的大強子對撞機(Large Hadron Collider, LHC),就是是世界上最大、最強大的粒子加速器:它是一個圓形隧道,長度達到27公里,隧道靠著電子場加速,科學家可以用驚人的速度,將微小粒子撞擊在一起。
該設施用于測試粒子物理學中的理論預測,以更好地了解宇宙中的力量如何運作,并理解宇宙初始的大爆炸時刻。
大型強子對撞機已經完成了許多重大的科學實驗,它著名的成就發生在第一次實驗(2010-2013),最終發現了希格斯玻色子。
2015 年至 2018 年的第二次實驗,對于完善我們對粒子物理標準模型的理解,以及更詳細地探索希格斯玻色子的性質至關重要。
現在,LHC正在研究黃金這樣的重元素如何生成。 在早期的理論認為,黃金這樣的高等金屬,只有巨型恒星死亡的超新星爆發才能出現,雖然觀測已證實該理論,但是如果只有超新星爆發這一個來源,仍無法解釋黃金在宇宙中的數量。
一種理論認為,或許重金屬在宇宙誕生初期就著大爆炸一起出現了。 為證實該理論,科學家將2個接近光速的鉛原子核相互碰撞,看看是否產生黃金
事實證明,高速鉛核、它們之間頻繁的近距相互作用,以及它們的電磁場是黃金生成的秘訣。
負責運行大型強子對撞機 (LHC) 的歐洲核子研究中心 (CERN) 的工作人員解釋道: 「... 鉛原子核在大型強子對撞機 (LHC) 中運動的速度非常高(相當于光速的 99.999993%),這導致電磁場線被壓成薄餅狀,橫向于運動方向,產生短暫的光子脈沖。」
「這會觸發一個稱為電磁解離的過程,即光子與原子核相互作用,原子核內部結構的振盪,再導致少量中子和質子的釋放,這為了生成黃金鋪好了基礎。 鉛的原子序82,而黃金的原子序79,所以只要鉛原子核失去3個質子,那么它就會變成黃金。」
在實驗中,鉛核的高速相互作用,有機會造成0個、1個、2個、3個質子被剝離,,并伴隨至少一個中子的轉變,這些質子分別與鉛、鉈、汞和黃金的生成有關。
就這樣,金原子核在碰撞中誕生出來,雖然它很快又碎裂成單個質子、中子和其他粒子。 但是通過傳感器,實驗人員確定鉛在短暫的時刻轉化成了黃金。
這是首次在大型強子對撞機上用人工方式滋生出黃金。 論文指出,它可能只生能了有 29 皮克(pg,1兆分之一)黃金,但從技術上講,它仍然是真正的煉金術。
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